專利名稱：具l形帶阻濾波器的微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微帶天線，尤其涉及一種具有L形帶阻濾波器的微帶天線。
背景技術(shù)：
早在1953年，利用微帶線作為產(chǎn)生輻射的微帶天線設(shè)計(jì)的概念就已經(jīng) 被提出，但由于較缺乏完善的理論分析與應(yīng)用設(shè)計(jì)，故當(dāng)時(shí)并未被廣泛應(yīng)用。 后來由于印刷電路板與微波集成技術(shù)的發(fā)展，加上各種微波低損耗介質(zhì)材料
這些微帶天線設(shè)計(jì)都具有共同的一些優(yōu)點(diǎn)，如平面結(jié)構(gòu)、質(zhì)量輕、體積小、 制造容易且成本低，與單石微波集成電路整合在一起可輕易的附著于任意表 面。而近年來隨著全球電信業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，個(gè)人移動(dòng)通信也即將邁入一個(gè) 新的紀(jì)元。因此，可預(yù)期微帶天線在實(shí)際應(yīng)用上，占有非常重要的地位。
而由于現(xiàn)今個(gè)人移動(dòng)通信的使用者一般都要求體積小、輕便，這使得微 帶天線的設(shè)計(jì)，被限制在有限的空間中，從而增加微帶天線設(shè)計(jì)的困難度。 因此，微帶天線設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)于個(gè)人移動(dòng)通信通訊質(zhì)量的好壞及生產(chǎn)成本， 具有相當(dāng)程度的影響。
在美國(guó)專利U.S. No. 4,180,817 (Serially Connected Microstrip Antenna Array)中，即已提出以串聯(lián)式架構(gòu)和混合串并聯(lián)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)微帶天 線設(shè)計(jì)的概念。然而此串聯(lián)式架構(gòu)和混合串并連式饋入架構(gòu)會(huì)形成較長(zhǎng)的電 流路徑而產(chǎn)生寄生的低頻共振模態(tài)，為了抑制此低頻共振模態(tài)，額外的帶阻 濾波器是必須的，以改善天線特性。美國(guó)專利U.S. No. 6,856,290 (Reduced Size TM Cylindrical Shaped Microstrip Antenna Array Having a GPS Band Stop Filter), U.S. No. 7,009,564 (TM microstrip antenna) ， U.S. No. 7,109,929 (TM microstrip antenna) , U.S. No. 7,138,949 (GPS microstrip antenna)中，即持續(xù)提出以不同微帶線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)在微帶天線陣列設(shè)計(jì)中加入 要抑制頻帶的帶阻濾波器結(jié)構(gòu)，以改善天線特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種具L形帶阻濾波器的微帶天線。該微帶天線
包含一第一L形接合部，包含一第一端與一第二端，該第一L形接合部的第 二端用來收發(fā)一信號(hào)； 一第一組微帶天線列，其包含至少一第一矩形微帶天 線單元與一第一微帶線，該第一矩形微帶天線單元耦接于該第一微帶線，該 第一微帶線耦接于該第一 L形接合部的第一端；及一第一 L形帶阻濾波器， 其沿著該第一矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè)置，且與該第一矩形微帶天線 單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第一L形接合部之間具有一間距， 該第一矩形微帶天線單元的該垂直角為該第一矩形微帶天線單元的最接近 該第一L形接合部的垂直角。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種具L形帶阻濾波器的微帶天線。該微帶天 線包含一第一T形接合部，包含一第一端、 一第二端與一第三端，該第一T 形接合部的第三端用以收發(fā)一信號(hào)； 一第一組微帶天線列，其包含至少一第 一矩形微帶天線單元與一第一微帶線，該第一矩形微帶天線單元耦接于該第 一微帶線，該第一微帶線耦接于該第一T形接合部的第一端； 一第二組微帶 天線列，其包含至少一第二矩形微帶天線單元與一第二微帶線，該第二矩形 微帶天線單元耦接于該第二微帶線，該第二微帶線耦接于該第一 T形接合部 的第二端； 一第一L形帶阻濾波器，其沿著該第一矩形微帶天線單元的一垂 直角設(shè)置，且與該第一矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與 該第一 T形接合部之間具有一間距，該第一矩形微帶天線單元的該垂直角為 該第一矩形微帶天線單元的最接近該第一 T形接合部的垂直角；及一第二 L 形帶阻濾波器，其沿著該第二矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè)置，且與該第 二矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第一T形接合部之 間具有一間距，該第二矩形微帶天線單元的該垂直角為該第二矩形微帶天線 單元的最接近該第一 T形接合部的垂直角。
本發(fā)明還提供一種具L形帶阻濾波器的微帶天線。該微帶天線包含M階 T形接合部，每個(gè)T形接合部包含一第一端、 一第二端與一第三端，第K階 T形接合部的數(shù)量為2K個(gè)，每個(gè)第K階T形接合部的第三端耦接于對(duì)應(yīng)的第 (K-l)階T形接合部的第一端或第二端，第0階T形接合部的第三端用以收 發(fā)一信號(hào)；2M個(gè)第一微帶天線列，每一第一微帶天線列包含N個(gè)第一矩形微 帶天線單元與N個(gè)第一微帶線，每一第一矩形微帶天線單元連接于一第一微
帶線，且該N個(gè)第一微帶線中的一第一微帶線耦接于對(duì)應(yīng)的第M階T形接合 部的第一端；2M個(gè)第二微帶天線列，每一第二微帶天線列包含N個(gè)第二矩形 微帶天線單元與N個(gè)第二微帶線，每一第二矩形微帶天線單元連接于一第二 微帶線，且該N個(gè)第二微帶線中的一第二微帶線耦接于對(duì)應(yīng)的第M階T形接 合部的第二端；2M個(gè)第一L形帶阻濾波器，每一第一L形帶阻濾波器沿著一 第一矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè)置，且與該第一矩形微帶天線單元的該 垂直角之間具有一間距，并與該對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的第一端之間具有 一間距，該第一矩形微帶天線單元的該垂直角為該第一矩形微帶天線單元的 最接近該對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的垂直角；及2M個(gè)第二 L形帶阻濾波器， 每一第二L形帶阻濾波器沿著一第二矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè)置，且 與該第二矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該對(duì)應(yīng)的第M 階T形接合部的第二端之間具有一間距，該第二矩形微帶天線單元的該垂直 角為該第二矩形微帶天線單元的最接近該對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的垂直角。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微帶天線的示意
圖。 ，
圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微帶天線的示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微帶天線的示意圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微帶天線的示意圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微帶天線的示意圖。
圖6為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的示意圖。
圖7為圖6微帶天線在5. 8兆赫測(cè)量的輻射場(chǎng)型的示意圖。
圖8為圖6微帶天線的測(cè)量反射損失的比較圖。
附圖符號(hào)說明
100 200 300 400 500600微帶天線
611 612 120 220 320340微帶天線列
6111 6121 6113 6123矩形微帶天線單元
122 222 322 342矩形微帶天線單元
6112 6122 6114 6124微帶線
121 221 321 341微帶線
6137 6138 130 230 331 332L型帶阻濾波器
6131 6134直部
6132 6135 6141 61466143 6144三角部
6133 6136 6142 6145橫部
110 210L形接合部
614 310 20 30 50T形接合部
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參考圖1。圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微 帶天線100的示意圖。如圖所示，微帶天線100包含一L形接合部110、 一 微帶天線列120及一 L形帶阻濾波器(band-stop filter)130。 L形接合部 110包含一第一端與一第二端，其第一端與微帶天線列120耦接，其第二端 用來收發(fā)一信號(hào)。微帶天線列120包含至少一矩形微帶天線單元122與一微 帶線121(如圖所示，可以包含多個(gè)矩形微帶天線單元串聯(lián))。微帶線121耦 接于L形接合部的第 一端與矩形微帶天線單元122之間。L形帶阻濾波器130 沿著矩形微帶天線單元122最靠近L形接合部110的垂直角設(shè)置，且與矩形 微帶天線單元122具有一間距，并與L形接合部110之間具有一間距。換言 之，L形帶阻濾波器130并沒有與矩形微帶天線單元122或L形接合部110 相連接。
為了抑制因饋入線(L形接合部110、微帶線121)與矩形微帶天線單元 122在低頻形成較長(zhǎng)的電流路徑而產(chǎn)生寄生的共振模態(tài)，因此在L形接合部 結(jié)構(gòu)中加入一 L形帶阻濾波器130,其長(zhǎng)度D為要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整 數(shù)倍，此設(shè)計(jì)并不會(huì)影響L形接合部輸出/饋入端與天線間的阻抗匹配，也 不擾亂原天線陣列的輻射特性。而且此L形帶阻濾波器130可以整合在天線
的整體結(jié)構(gòu)中，不需增加額外的布線面積。若設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整了饋入線的長(zhǎng)短，
波器130的長(zhǎng)度D還需調(diào)整以改變所抑制的頻率。同時(shí)，L形帶阻濾波器130 的寬度、位置可經(jīng)適度設(shè)計(jì)以與L形接合部耦合程度達(dá)到最佳化。
請(qǐng)參考圖2。圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微 帶天線200的示意圖。如圖所示，微帶天線200除包含一L形接合部110、 一微帶天線列120及一L形帶阻濾波器130(如同圖1的部分)之外，還包含 了一 L形接合部210、 一微帶天線列220及一 L形帶阻濾波器230,及一 T 形接合部20。 T形接合部20包含一第一端、 一第二端與一第三端，其第一 端與L形接合部110耦接、其第二端與L形接合部210耦接，其第三端用來 收發(fā)一信號(hào)，如同圖1的部分組件于此不再贅述，L形接合部110的第二端 耦接于T形接合部20的第一端；L形接合部210包含一第一端與一第二端， 其第一端與微帶天線列220耦接，其第二端耦接于T形接合部20的第二端。 微帶天線列220包含至少一矩形微帶天線單元222與一微帶線221(如圖所 示，可以包含多個(gè)矩形微帶天線單元串聯(lián))。微帶線221耦接于L形接合部 的第一端與矩形微帶天線單元222之間。L形帶阻濾波器230沿著矩形微帶 天線單元222最靠近L形接合部210的垂直角設(shè)置，且與矩形微帶天線單元 222具有一間距，并與L形接合部210之間具有一間距。
為了抑制因饋入線(T形接合部20、 L形接合部210、微帶線221)與矩形 微帶天線單元222在低頻形成較長(zhǎng)的電流路徑而產(chǎn)生寄生的共振模態(tài)，因此 在L形接合部結(jié)構(gòu)中加入一 L形帶阻濾波器230,其長(zhǎng)度D為要抑制頻率的 半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍，此設(shè)計(jì)并不會(huì)影響T形接合部輸出/饋入端與天線間的 阻抗匹配，也不擾亂原天線陣列的輻射特性。而且此L形帶阻濾波器230可 以整合在天線的整體結(jié)構(gòu)中，不需增加額外的布線面積。若設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整了饋 入線的長(zhǎng)短，串聯(lián)的矩形微形天線單元產(chǎn)生的寄生低頻共振也會(huì)偏移。此時(shí)， L形帶阻濾波器2 3 0的長(zhǎng)度D還需調(diào)整來改變所抑制的頻率。
請(qǐng)參考圖3。圖3為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微 帶天線300的示意圖。如圖所示，微帶天線300除包含一L形接合部110、 一微帶天線列120及一L形帶阻濾波器130(如同圖1的部分)之外，還包含 了一 T形接合部310、 二微帶天線列320、 340及二 L形帶阻濾波器331 、 332, 及一T形接合部30。 T形接合部30包含一第一端、 一第二端與一第三端，其第一端與L形接合部110耦接、其第二端與T形接合部310的第三端耦接，
其第三端用來收發(fā)一信號(hào)。如同圖l的部分組件，在此不再贅述；T形接合 部310包含一第一端、 一第二端與一第三端，其第一端與微帶天線列320耦 接、其第二端與微帶天線列340耦接，其第三端耦接于T形接合部30的第 二端。微帶天線列320包含至少一矩形微帶天線單元322與一微帶線321 (如 圖所示，可以包含多個(gè)矩形微帶天線單元串聯(lián))。微帶線321耦接于T形接 合部的第一端與矩形微帶天線單元322之間。微帶天線列340包含至少一矩 形微帶天線單元342與一微帶線341(如圖所示，可以包含多個(gè)矩形微帶天線 單元串聯(lián))。微帶線341耦接于T形接合部的第二端與矩形微帶天線單元3" 之間。L形帶阻濾波器331沿著矩形微帶天線單元322最靠近T形接合部310 的垂直角設(shè)置，且與矩形微帶天線單元322具有一間距，并與T形接合部310 之間具有一間距。L形帶阻濾波器332沿著矩形微帶天線單元342最靠近T 形接合部310的垂直角設(shè)置，且與矩形微帶天線單元342具有一間距，并與 T形接合部310之間具有一間距。
為了抑制因饋入線(T形接合部30、 T形接合部310、微帶線321、 341) 與矩形微帶天線單元322、 342在低頻形成較長(zhǎng)的電流路徑而產(chǎn)生寄生的共 振模態(tài)，因此在T形接合部結(jié)構(gòu)中加入二L形帶阻濾波器331與332,其長(zhǎng) 度D為要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍，此設(shè)計(jì)并不會(huì)影響T形接合部輸出 /饋入端與天線間的阻抗匹配，也不擾亂原天線陣列的輻射特性。而且此L 形帶阻濾波器331與332可以整合在天線的整體結(jié)構(gòu)中，不需增加額外的布 線面積。若設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整了饋入線的長(zhǎng)短，也會(huì)使串聯(lián)的矩形微形天線單元產(chǎn) 生的寄生低頻共振偏移。此時(shí)，L形帶阻濾波器331與332的長(zhǎng)度D還需調(diào) 整來改變所抑制的頻率。
請(qǐng)參考圖4。圖4為根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微 帶天線400的示意圖。如圖所示，微帶天線400包含一T形接合部310、 二 微帶天線列320、 340及二L形帶阻濾波器331、 332。 T形接合部310包含 一第一端、 一第二端與一第三端，其第一端與微帶天線列320耦接、其第二 端與微帶天線列340耦接，其第三端用來收發(fā)一信號(hào)。微帶天線列320包含 至少一矩形微帶天線單元322與一微帶線321(如圖所示，可以包含多個(gè)矩形 微帶天線單元串聯(lián))。微帶線321耦接于T形接合部310的第一端與矩形微 帶天線單元322之間。微帶天線列340包含至少一矩形微帶天線單元342與
一微帶線341(如圖所示，可以包含多個(gè)矩形微帶天線單元串聯(lián))。微帶線341 耦接于T形接合部310的第二端與矩形微帶天線單元342之間。L形帶阻濾 波器331沿著矩形微帶天線單元322最靠近T形接合部310的垂直角設(shè)置， 且與矩形微帶天線單元322具有一間距，并與T形接合部310之間具有一間 距。L形帶阻濾波器332沿著矩形微帶天線單元342最靠近T形接合部310 的垂直角設(shè)置，且與矩形微帶天線單元342具有一間距，并與T形接合部310 之間具有一間距。
為了抑制因饋入線(T形接合部310、微帶線321、 341)與矩形微帶天線 單元322、 342在低頻形成較長(zhǎng)的電流路徑而產(chǎn)生寄生的共振模態(tài)，因此在T 形接合部結(jié)構(gòu)中加入二L形帶阻濾波器331與332,其長(zhǎng)度D為要抑制頻率 的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍，此設(shè)計(jì)并不會(huì)影響T形接合部輸出/饋入端與天線間 的阻抗匹配，也不擾亂原天線陣列的輻射特性。而且此L形帶阻濾波器331 與332可以整合在天線的整體結(jié)構(gòu)中，不需增加額外的布線面積。若設(shè)計(jì)時(shí)
會(huì)偏移。此時(shí)，L形帶阻濾波器331與332的長(zhǎng)度D還需調(diào)整來改變所抑制 的頻率。
請(qǐng)參考圖5。圖5為根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微 帶天線500的示意圖。如圖所示，微帶天線500包含兩條微帶天線400經(jīng)由 T形接合部50耦接在一起，經(jīng)由同一輸出/饋入端來收發(fā)信號(hào)。對(duì)于微帶天 線400的相關(guān)描述如同前述，在此不再贅述。此一實(shí)施例為說明本發(fā)明的微 帶天線不僅可有多個(gè)串聯(lián)的矩形微帶天線單元，也可并聯(lián)多個(gè)微帶天線列， 形成微帶天線陣列，而再加入本發(fā)明所提供的L形帶阻濾波器，便能有效地 消除不必要的噪聲。
請(qǐng)參考圖6。圖6為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的示意圖。如圖所示，單頻 微帶天線600包含一微帶天線列611、 一微帶天線列612、 L形帶阻濾波器對(duì) 613及一T形接合部614。微帶天線列611包含二矩形微帶天線單元6111、 6113、微帶線6112、 6114。矩形微帶天線單元6111、 6113的長(zhǎng)度為12.5 厘米、寬度也為12. 5厘米(在本實(shí)施例中，其設(shè)計(jì)為正方形，但仍可設(shè)計(jì)為 長(zhǎng)方形，根據(jù)使用者的設(shè)計(jì)需求)。微帶線6112的長(zhǎng)度為4厘米，寬度為0. 7 厘米，連接于矩形微帶天線單元6111與矩形微帶天線單元6113之間。微帶 線6114的長(zhǎng)度為1. 5厘米，寬度為0. 7厘米，連接于矩形微帶天線單元6113。 微帶天線列612包含二矩形樣t帶天線單元6121、 6123與二微帶線6122、 6124。 矩形微帶天線單元6121、 6123的長(zhǎng)度為12. 5厘米、寬度也為12. 5厘米(在 本實(shí)施例中，其設(shè)計(jì)為正方形，但仍可設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，根據(jù)使用者的設(shè)計(jì)需 求)。微帶線6122的長(zhǎng)度為4厘米，寬度為0. 7厘米，連接于矩形微帶天線 單元6121與矩形微帶天線單元6123之間。微帶線6124的長(zhǎng)度為1. 5厘米， 寬度為0. 7厘米，連接于矩形微帶天線單元6123。矩形微帶天線單元6111 與微帶天線單元6121的距離為4厘米；矩形微帶天線單元6113與矩形微帶 天線單元6123的距離為4厘米。L形帶阻濾波器6137包含一第一直部6131、 一第三等腰三角部6132及一第三橫部6133。該第一直部的寬度為0. 3厘米， 長(zhǎng)度為8. 2厘米；該第三等腰三角部6132連接于該第一直部6131與該第三 橫部6133之間，該第三等腰三角部的底為0.3厘米，高為0.3厘米；第三 橫部6133的寬度為0. 3厘米，長(zhǎng)度為7. 15厘米，該第三橫部6133與該微 帶線6114的距離為0. 3厘米。該第三橫部6133與T形接合部614的第一橫 部6142的距離為0. 3厘米。L形帶阻濾波器6138包含一第二直部6134、 一 第四等腰三角部6135及一第四橫部6136。該第二直部的寬度為0. 3厘米， 長(zhǎng)度為8.2厘米；該第四等腰三角部6135連接于該第二直部6134與該第四 橫部6136之間，該第四等腰三角部的底為0. 3厘米，高為O. 3厘米；第四 橫部6136的寬度為0. 3厘米，長(zhǎng)度為7. 15厘米，該第四橫部6136與該第 四微帶線6124的距離為0. 3厘米。該第四橫部6136與T形接合部614的第 二橫部6145的距離為0. 3厘米。T形接合部614包含一第一等腰三角部6141 、 一第一橫部6142、 一第一直角三角部6143、 一第二直角三角部6144、 一第 二橫部6145 —第二等腰三角部6146及一主干部6147。第一等腰三角部6141 連接于該第二微帶線6114，第一等腰三角部6141的底為0. 7厘米，高為0. 7 厘米；第一橫部6142連接于該第一等腰三角部6141,該第一橫部6142的寬 度為O. 7厘米，長(zhǎng)度為6. 4厘米；第一直角三角部6143連接于該第一橫部 6142,該第一直角三角部6143的底為0. 7厘米，高為1. 5厘米；第二直角 三角部6144,連接于該第二橫部6145，該第二直角三角部6144的底為0.7 厘米，高為1.5厘米；第二橫部6145連接于該第二等腰三角部6146,該第 二橫部6145的寬度為0. 7厘米，長(zhǎng)度為6. 4厘米；第二等腰三角部6146連 接于微帶線6124，該第二等腰三角部6146的底為0. 7厘米，高為0. 7厘米； 主干部6147連接于該第一直角三角部6143與該第二直角三角部6144,該主
干部6147的寬度為3厘米，長(zhǎng)度為2. 9厘米，主干部6147用來收發(fā)該信號(hào)。 本發(fā)明的具L形帶阻濾波器的微帶天線的具體實(shí)施例600的陣列結(jié)構(gòu)為 二組二階串聯(lián)饋入微帶天線，由四個(gè)共振頻率都為5.8兆赫(GHz)的矩形微 帶天線單元6111、 6113、 6121、 6123組成。每?jī)蓚€(gè)串聯(lián)矩形微帶天線單元 中間以一段100歐姆(ohm， Q)微帶線6112、 6122相連接，微帶天線歹'J 611 (二 階串聯(lián)饋入微帶天線)、612 (二階串聯(lián)饋入微帶天線)的輸入阻抗為1QG歐姆。 矩形微帶天線單元6111、 6113、 6121、 6123可設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，在此為了將 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，都使用方形。此陣列由最下方的50歐姆的主干部6147饋入， 再經(jīng)由T形接合部614做為功率分配器，分別將信號(hào)饋入微帶天線列611、 612。此種混合串并連式饋入結(jié)構(gòu)，造成每個(gè)次微帶天線饋入為零度相位差 (in phase),使得陣列因子(Array Factor)會(huì)在6 = cp =0°的方向上產(chǎn)生建 設(shè)性干涉，與單一微帶天線最大增益方向相同，進(jìn)而提高整體的天線增益。 相較于一般并聯(lián)式陣列的微帶天線，此混合式的饋入可得到較全向性的場(chǎng) 形，整體電路布線面積也較小。饋入連接線的長(zhǎng)短會(huì)影響(l)寄生的低頻共 振、(2)天線的場(chǎng)形。四個(gè)矩形微帶天線單元上下移動(dòng)會(huì)影響上下天線組件 的饋入相位(此具體實(shí)施例設(shè)計(jì)為0度相差)，對(duì)此陣列的場(chǎng)形會(huì)有較大的影 響。而饋入線左右偏移主要影響天線輸入阻抗與匹配特性。另外，饋入線的 轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可為切角可避免電荷在此累積而產(chǎn)生的輻射，或不匹配的效 應(yīng)。
本具體實(shí)施例的具L形帶阻濾波器的微帶天線600的基板板材采用介電 系數(shù)sr=4. 2,基板厚度1. 6厘米，tan5=0. 022,金屬厚度為35微米(10-6 公尺)，整體電路布線面積為34. l厘米x29厘米。天線接地尺寸設(shè)計(jì)為40 厘米x 40厘米(下緣與主干部6147切齊，左右對(duì)稱)。基板背面的金屬板 可全為接地。
請(qǐng)參考圖7。圖7為本具體實(shí)施例的微帶天線600在5. 8兆赫測(cè)量的輻 射場(chǎng)形的示意圖。其中XZ與YZ平面都為廣邊輻射(broadside radiation) 場(chǎng)型，且天線最大測(cè)量增益在5. 8兆赫可達(dá)到9. 92dBi (dB isotropic,天 線絕對(duì)增益)。
請(qǐng)參考圖8。圖8為本具體實(shí)施例的微帶天線600的測(cè)量反射損失的比 較圖。實(shí)線部分為加入L形帶阻濾波器之后的情況；虛線則為未加入L形帶 阻濾波器的情況。在本發(fā)明的微帶天線600未加入L形帶阻濾波器時(shí)，串聯(lián) 式饋入會(huì)使中心頻率較低的頻段(5. 15兆赫-5. 28兆赫)產(chǎn)生共振。而L形帶 阻濾波器可以有效的抑制此低頻共振，且不影響天線原本的共振頻率。此天 線測(cè)量反射損失小于-10dB頻段約為5.7-5.95兆赫，且L形帶阻濾波器對(duì)寄 生的低頻共振有良好的抑制。
相較于全串聯(lián)或全并聯(lián)的線性陣列結(jié)構(gòu)，這種2x2平面陣列的輻射場(chǎng) 形不僅能減少同軸饋入線長(zhǎng)度，還能產(chǎn)生同樣具有高增益輻射且更寬的波束 寬度(beam width)。并且在饋入線混合了串聯(lián)與并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可使天線組件在 更緊密的排列上還能達(dá)到同相位(in-phase)的要求。高質(zhì)量因子的L形帶阻 濾波器整合不僅能在非操作頻段范圍中阻隔信號(hào)，且在天線結(jié)構(gòu)中不會(huì)增加 布線面積，也不影響天線在5. 8兆赫時(shí)的輻射特性。
另外，本發(fā)明的具L形帶阻濾波器的微帶天線的收發(fā)頻率，可介于5.7 到5. 95兆赫。
綜合來看，本發(fā)明的具L形帶阻濾波器的微帶天線600,使用一天線陣 列混合串并聯(lián)式饋入架構(gòu)，此陣列結(jié)構(gòu)可為二組二階串聯(lián)饋入微帶天線列，
由四個(gè)共振頻率都為要收發(fā)頻率的矩形微帶天線單元組成。每?jī)蓚€(gè)矩形微帶 天線單元中間以一段IOOQ微帶線相連接，此二階串聯(lián)饋入微帶天線輸入阻 抗為此處的阻抗設(shè)計(jì)為使整個(gè)天線陣列由信號(hào)饋入的輸入端的輸入 阻抗維持在50Q,以符合傳統(tǒng)天線的規(guī)格需求。矩形微帶天線單元可設(shè)計(jì)為 長(zhǎng)方形，在此為了將設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，都使用方形。信號(hào)由50Q微帶線饋入，經(jīng) 由T形接合部做為功率分配器，分別將信號(hào)饋入二組二階串聯(lián)饋入微帶天線 列。此種混合串并聯(lián)式饋入結(jié)構(gòu)，可形成每個(gè)微帶天線單元饋入為零度相位 差(in phase),使得陣列因子(Array Factor)會(huì)在6 = c]) =0°的方向上產(chǎn)生 建設(shè)性干涉，與單一微帶天線最大增益方向相同，進(jìn)而提高整體的天線增益。 相較于并聯(lián)式陣列，此混合式的饋入可得到較全向性的場(chǎng)形，整體電路布線 面積也較小。饋入連接線的長(zhǎng)短會(huì)影響(l)寄生的低頻共振(2)天線的場(chǎng) 形。四個(gè)方形微帶天線組件上下移動(dòng)會(huì)影響上下天線單元的饋入相位(最佳 設(shè)計(jì)為0度相差)，對(duì)此陣列的場(chǎng)形會(huì)有較大的影響。而饋入線左右偏移主 要影響天線輸入阻抗與匹配特性。另外，饋入線的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為切角，可 避免電荷在此累積而產(chǎn)生的輻射，或不匹配的效應(yīng)。
另外，本發(fā)明的微帶天線架構(gòu)以一金屬片實(shí)現(xiàn)，并附著于一介電質(zhì)基板 上，其金屬接地板附著在此介電質(zhì)基板的另一面上，此金屬接地板尺寸需大于或等于本發(fā)明的微帶天線架構(gòu)，并以布局完全覆蓋、對(duì)稱布局為較佳的設(shè) 計(jì)。此金屬接地板設(shè)計(jì)尺寸越大于基板上的微帶天線架構(gòu)，則尺寸的變異對(duì) 此天線的特性影響會(huì)越趨于不明顯?；灞趁娴慕饘侔蹇扇珵榻拥?。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種具L形帶阻濾波器的微帶天線，包含一第一L形接合部，包含一第一端與一第二端，該第一L形接合部的第二端用來收發(fā)一信號(hào)；一第一微帶天線列，其包含至少一第一矩形微帶天線單元與一第一微帶線，該第一矩形微帶天線單元耦接于該第一微帶線，該第一微帶線耦接于該第一L形接合部的第一端；及一第一L形帶阻濾波器，其沿著該第一矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè)置，且與該第一矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第一L形接合部之間具有一間距，該第一矩形微帶天線單元的該垂直角為該第一矩形微帶天線單元的最接近該第一L形接合部的垂直角。
2. 如權(quán)利要求1所述的微帶天線，其中該第一 L形帶阻濾波器的長(zhǎng)度為 所要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍。
3. 如權(quán)利要求1所述的微帶天線，還包含一T形接合部，包含一第一端、 一第二端與一第三端，該T形接合部的 第一端耦接于該第一 L形接合部的第二端，該T形接合部的第三端用來收發(fā)一信號(hào)；一第二L形接合部，包含一第一端與一第二端，該第二L形接合部的第 二端耦接于該T形接合部的第二端；一第二微帶天線列，其包含至少一第二矩形微帶天線單元與一第二微帶 線，該第二矩形微帶天線單元耦接于該第二微帶線，該第二微帶線耦接于該 第二L形接合部的第一端；及一第二L形帶阻濾波器，其沿著該第二矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè) 置，且與該第二矩形^:帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第二 L形接合部之間具有一間距，該第二矩形微帶天線單元的該垂直角為該第二 矩形微帶天線單元的最接近該第二 L形接合部的垂直角。
4. 如權(quán)利要求3所述的微帶天線，其中該第二L形帶阻濾波器的長(zhǎng)度為 要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍。
5. 如權(quán)利要求1所述的微帶天線，還包含一第一T形接合部，包含一第一端、 一第二端與一第三端，該第一T形接合部的第一端耦接于該第一 L形接合部的第二端，該第一 T形接合部的第三端用來收發(fā)一信號(hào)；一第二T形接合部，包含一第一端、 一第二端與一第三端，該第二T形 接合部的第三端耦接于該第一 T形接合部的第二端；一第二微帶天線列，其包含至少一第二矩形微帶天線單元與一第二微帶 線，該第二矩形微帶天線單元耦接于該第二微帶線，該第二微帶線耦接于該 第二T形接合部的第一端；一第三微帶天線列，其包含至少一第三矩形微帶天線單元與一第三微帶 線，該第三矩形微帶天線單元耦接于該第三微帶線，該第三微帶線耦接于該 第二T形接合部的第二端；一第二L形帶阻濾波器，其沿著該第二矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè) 置，且與該第二矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第二 T形接合部之間具有一間距，該矩形微帶天線單元的該垂直角為該矩形微帶 天線單元的最接近該第二T形接合部的垂直角；及一第三L形帶阻濾波器，其沿著該第三矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè) 置，且與該第三矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第二 T形接合部之間具有一間距，該第三矩形微帶天線單元的該垂直角為該第三 矩形微帶天線單元的最接近該第二 T形接合部的垂直角。
6. 如權(quán)利要求5所述的微帶天線，其中該第二及第三L形帶阻濾波器的 長(zhǎng)度為要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍。
7. —種具L形帶阻濾波器的微帶天線，包含:一第一T形接合部，包含一第一端、 一第二端與一第三端，該第一T形 接合部的第三端用來收發(fā)一信號(hào)；一第一微帶天線列，其包含至少一第一矩形微帶天線單元與一第一微帶 線，該第一矩形微帶天線單元耦接于該第一微帶線，該第一微帶線耦接于該 第一T形接合部的第一端；一第二微帶天線列，其包含至少一第二矩形微帶天線單元與一第二微帶 線，該第二矩形微帶天線單元耦接于該第二微帶線，該第二微帶線耦接于該 第一T形接合部的第二端；一第一L形帶阻濾波器，其沿著該第一矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè) 置，且與該第一矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第一 T形接合部之間具有一間距，該第一矩形微帶天線單元的該垂直角為該第一矩形微帶天線單元的最接近該第一T形接合部的垂直角；及一第二L形帶阻濾波器，其沿著該第二矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè) 置，且與該第二矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第一 T形接合部之間具有一間距，該第二矩形微帶天線單元的該垂直角為該第二 矩形微帶天線單元的最接近該第一 T形接合部的垂直角。
8. 如權(quán)利要求7所述的微帶天線，其中該第一及第二 L形濾波器的長(zhǎng)度 為要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍。
9. 如權(quán)利要求7所述的微帶天線，還包含一第二T形接合部，包含一第一端、 一第二端與一第三端，該第二T形 接合部的第一端耦接于該第一 T形接合部的第三端，該第二 T形接合部的第 二端用來收發(fā)一信號(hào)；一第三T形接合部，包含一第一端、 一第二端與一第三端，該第三T形 接合部的第三端.耦接于該第二 T形接合部的第二端；一第三微帶天線列，其包含至少一第三矩形微帶天線單元與一第三^:帶 線，該第三矩形微帶天線單元耦接于該第三微帶線，該第三微帶線耦接于該 第三T形接合部的第一端；一第四微帶天線列，其包含至少一第四矩形微帶天線單元與一第四微帶 線，該第四矩形微帶天線單元耦接于該第四微帶線，該第四微帶線耦接于該 第三T形接合部的第二端；一第三L形帶阻濾波器，其沿著該第三矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè) 置，且與該第三矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第三 T形接合部之間具有一間距，該第三矩形微帶天線單元的該垂直角為該第三 矩形微帶天線單元的最接近該第三T形接合部的垂直角；及一第四L形帶阻濾波器，其沿著該第四矩形微帶天線單元的一垂直角設(shè) 置，且與該第四矩形微帶天線單元的該垂直角之間具有一間距，并與該第三 T形接合部之間具有一間距，該第四矩形微帶天線單元的該垂直角為該第四 矩形微帶天線單元的最接近該第三T形接合部的垂直角。
10. 如權(quán)利要求9所述的微帶天線，其中該第三及第四L形帶阻濾波器 的長(zhǎng)度為要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍。
11. 一種具L形帶阻濾波器的微帶天線，包含 一第一微帶天線列，包含一第一矩形微帶天線單元，該第一方形微帶天線單元的長(zhǎng)度為12. 5厘 米，寬度為12. 5厘米；一第一微帶線，連接于該第一矩形微帶天線單元，該第一微帶線的寬度 為0. 7厘米，長(zhǎng)度為4厘米；一第二矩形;徵帶天線單元，連接于該第一微帶線，該第二矩形微帶天線 單元長(zhǎng)度為12. 5厘米，寬度為12. 5厘米；及一第二微帶線，連接于該第二矩形微帶天線單元，該第二微帶線的寬度 為0. 7厘米，長(zhǎng)度為1.5厘米；一第二微帶天線列，包含一第三矩形微帶天線單元，該第三矩形微帶天線單元的長(zhǎng)度為l2. 5厘 米，寬度為12. 5厘米，該第三方形微帶天線單元的第一側(cè)邊與該第一方形 微帶天線單元的第二側(cè)邊的距離為4厘米；一第三微帶線，連接于該第三矩形微帶天線單元，該第三微帶線的寬度 為0. 7厘米，長(zhǎng)度為4厘米；一第四矩形微帶天線單元，連接于該第三微帶線，該第四方形微帶天線 單元的長(zhǎng)度為12.5厘米，寬度為12.5厘米，該第四矩形微帶天線單元的第 一側(cè)邊與該第二矩形微帶天線單元的第二側(cè)邊的距離為4厘米；及一第四微帶線，連接于該第四矩形微帶天線單元，該第四微帶線的寬度 為0. 7厘米，長(zhǎng)度為1.5厘米；一 T型接合部，用以將一發(fā)射信號(hào)饋入該第一微帶天線列與該第二微帶 天線列，包含一第 一等腰三角部，連接于該第二微帶線，該第 一等腰三角部的底為0. 7 厘米，高為0. 7厘米；一第一橫部，連接于該第一等腰三角部，該第一橫部的寬度為0. 7厘米， 長(zhǎng)度為6. 4厘米；一第一直角三角部，連接于該第一橫部，該第一直角三角部的底為0.7 厘米，高為1.5厘米；一第二等腰三角部，連接于該第四微帶線，該第二等腰三角部的底為0. 7 厘米，高為0. 7厘米；一第二橫部，連接于該第二等腰三角部，該第二橫部的寬度為0. 7厘米，長(zhǎng)度為6. 4厘米；一第二直角三角部，連接于該第二橫部，該第二直角三角部的底為0.7 厘米，高為1.5厘米；及一主干部，連接于該第一直角三角部與該第二直角三角部，用來接收該 發(fā)射信號(hào)，該主干部的寬度為3厘米，長(zhǎng)度為2.9厘米；及一L型帶阻濾波器對(duì)，包含一第一L型帶阻濾波器器，包含一第一直部，該第一直部的寬度為0. 3厘米，長(zhǎng)度為8.2厘米；一第三等腰三角部，連接于該第一直部，該第三等腰三角部的底為0.3 厘米，高為0. 3厘米；及一第三橫部，連接于該第三等腰三角部，該第三橫部的寬度為0. 3厘米， 長(zhǎng)度為7. 15厘米，該第三橫部與該第二微帶線的距離為0. 3厘米，該第三 橫部與該第一橫部的距離為0. 3厘米；及一第二L型帶阻濾波器，包含一第二直部，該第二直部的寬度為0.3厘米，長(zhǎng)度為8.2厘米，該第二 直部與該第一直部的距離為0. 3厘米；一第四等腰三角部，連接于該第二直部，該第四等腰三角部的底為0.3 厘米，高為0. 3厘米；及一第四橫部，連接于該第四等腰三角部，該第四橫部的寬度為0. 3厘米， 長(zhǎng)度為7. 15厘米，該第四橫部與該第四微帶線的距離為0. 3厘米，該第四 橫部與該第二橫部的距離為0. 3厘米。
12. 如權(quán)利要求11所述的單頻微帶天線，其中該第一微帶線與該第三微 帶線的輸入阻抗為100歐姆。
13. 如權(quán)利要求11所述的單頻微帶天線，其中該第一、二、三、四矩形 微帶天線單元的共振頻率都為5. 8兆赫。
14. 如權(quán)利要求11所述的單頻微帶天線，其中該具L形帶阻濾波器的微 帶天線所使用的基板板材采用介電系數(shù)為4. 2、基板厚度1. 6厘米、tangent 5為0. 022、金屬厚度為35微米。
15. 如權(quán)利要求11所述的微帶天線，其收發(fā)頻率為5. 7到5. 95兆赫。
16. —種具L形帶阻濾波器的微帶天線，包含M階T形接合部，每個(gè)T形接合部包含一第一端、 一第二端與一第三端，第K階T形接合部的數(shù)量為2K個(gè)，每個(gè)第K階T形接合部的第三端耦接于 對(duì)應(yīng)的第(K-1)階T形接合部的第一端或第二端，第O階T形接合部的第三端用以收發(fā)一信號(hào)；2M個(gè)第一微帶天線列，每一第一微帶天線列包含N個(gè)第一矩形微帶天線 單元與N個(gè)第一微帶線，每一第一矩形微帶天線單元連接于一第一微帶線， 且該N個(gè)第 一微帶線中的一第 一微帶線耦接于對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的第 一端；2M個(gè)第二微帶天線列，每一第二微帶天線列包含N個(gè)第二矩形微帶天線 單元與N個(gè)第二微帶線，每一第二矩形微帶天線單元連接于一第二微帶線，且該N個(gè)第二微帶線中的一第二微帶線耦接于對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的第一 二山 一順；2M個(gè)第一 L形帶阻濾波器，每一第一 L形帶阻濾波器沿著一第 一矩形微 帶天線單元的一垂直角設(shè)置，且與該第一矩形微帶天線單元的該垂直角之間 具有一間距，并與該對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的第一端之間具有一間距，該 第一矩形微帶天線單元的該垂直角為該第一矩形微帶天線單元的最接近該 對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的垂直角；及2M個(gè)第二 L形帶阻濾波器，每一第二 L形帶阻濾波器沿著一第二矩形微 帶天線單元的一垂直角設(shè)置，且與該第二矩形微帶天線單元的該垂直角之間 具有一間距，并與該對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的第二端之間具有一間距，該 第二矩形微帶天線單元的該垂直角為該第二矩形微帶天線單元的最接近該 對(duì)應(yīng)的第M階T形接合部的垂直角。
17. 如權(quán)利要求16所述的微帶天線，其中該M個(gè)第一及第二 L形濾波 器的長(zhǎng)度為要抑制頻率的半波長(zhǎng)或其整數(shù)倍。
全文摘要
一微帶天線包含一L形接合部、一微帶天線列及一L形帶阻濾波器。該L形接合部包含一第一端與一第二端，其第二端用來收發(fā)一信號(hào)。該微帶天線列包含至少一矩形微帶天線單元與一微帶線。該矩形微帶天線單元耦接于該微帶線。該微帶線耦接于該L形接合部的第一端。該L形帶阻濾波器設(shè)于該L形接合部與該矩形微帶天線之間，L形帶阻濾波器并沒有與矩形微帶天線單元或L形接合部相連接。而L形帶阻濾波器的長(zhǎng)度、寬度、位置可經(jīng)適度設(shè)計(jì)以調(diào)整至特定的帶阻頻率，并與L形接合部耦合程度達(dá)到最佳化。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK101345349SQ20071012919
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者葉人郡, 吳民首, 毛紹綱, 鄧維康, 闕郁智, 陳秀莉 申請(qǐng)人:立積電子股份有限公司